
CHO细胞全称为中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary Cells),是生物医学研究中广泛使用的哺乳动物细胞系,尤其在重组蛋白药物生产、疫苗开发和基因工程研究中具有重要地位。
一、常用配置:
- 温度:37℃(生长期);33℃(生产期)
- 瓶容量:100~250ml小摇瓶
- 转速:120~140rpm
- CO2:5%浓度
- 湿度:70~85%RH
二、方案原理:
- 典型场景:CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)的培养研究
配置参数与原理:
- 温度:37℃(生长期);33℃(生产期)
生长期:在37°C下,细胞的代谢活动、营养摄取、能量生成(ATP合成)和生物合成(如DNA、RNA、蛋白质合成)都处于最高效率。较高的温度促进了与细胞周期相关的关键酶的活性,缩短了G1、S、G2、M每个阶段的时间,使细胞分裂更快。
生产期:当细胞达到高密度后,我们将温度从37°C降低到30-34°C(这一操作称为 “温度转移”或“Temp Shift”),可以降低代谢速率,延长培养周期。在低温下,细胞分裂(增殖)几乎完全停止或极其缓慢。细胞原本用于合成DNA和进行分裂的巨大能量和资源,被重新导向用于重组蛋白的合成、折叠和分泌。细胞从一个“繁殖机器”变成了一个“蛋白质生产工厂”。
- 瓶容量:100~250ml小摇瓶
小瓶相比大瓶,更大的比表面积,更短的氧气扩散距离,最大化氧气传递效率,防止细胞缺氧,从而支持细胞达到高密度、高活力,并最终实现高产率。
并且此处需提到一个经验法则是:摇瓶的工作体积不应超过摇瓶标称容量的20-25%。例如一个250mL的摇瓶,最大工作体积通常为50-60mL。对于对氧气需求极高的细胞(如高密度CHO细胞),有时甚至会使用10%的比率(例如:125mL摇瓶装12-15mL培养基)。
- 转速:120~140rpm
在提供足够氧气和混合的同时,最大限度地减少对细胞的剪切力损伤。
转速过低(如<80 rpm):营养物质沉淀在底部;且溶氧不足。
转速过高(如>150 rpm):直接撕裂细胞膜,导致细胞死亡。即使剪切力没有立即杀死细胞,也会对细胞造成应激,改变其代谢途径,影响生长和蛋白表达质量。
- CO2:5%浓度
为了维持培养环境的酸碱度(pH值)稳定在最适合细胞生长的生理范围内(通常是pH 7.2 - 7.4)
- 湿度:70~85%RH
这主要是为了在防止培养基蒸发和避免污染风险之间取得最佳平衡。
为什么不能太低?——湿度太低(例如 <60%),会造成培养皿或培养瓶内的培养基大量蒸发,渗透压升高,细胞应激与死亡。
为什么不能太高?——将湿度控制在90%以上,尤其是达到饱和湿度(100% RH)时,培养箱内壁、搁板、门缝等处极易形成冷凝水珠,有极高的污染风险。如果培养容器盖子上凝结大量水珠,可能会部分堵塞盖子上的气体交换膜(对于透气盖的培养瓶/皿),阻碍CO₂和O₂的正常交换,导致容器内部pH和溶氧失衡。长期的高湿度环境会腐蚀培养箱的金属内部结构、电路和传感器,缩短设备寿命,增加维护成本和故障风险。
我们的CO2摇床内都带有水盘(湿度盘),在37°C下,其产生的自然蒸发就能使箱内湿度维持在大约90%。因此,通常不需要额外加湿。标准的操作反而是通过向水盘加入无菌水来维持这个自然湿度,并防止细菌在水盘中滋生。如果湿度仍然过高,有些实验方案甚至会建议排空水盘来主动降低湿度。

















